x射线衍射分析的应用

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1、X射线衍射分析的应用衍射分析方法是以材料结构分析为基本目的的现代分析方法。电磁辐射或电子束、中子束等与材料相互作用产生相干散射（弹性散射），相干散射相长干涉的结果——衍射是材料衍射分析方法的技术基础。衍射分析包括X射线衍射分析、电子衍射分析及中子衍射分析等方法。X射线衍射分析基于以下原理：X射线照射晶体，晶体中电子受迫振动产生相干涉，同一原子内各电子散射波相互干涉形成原子散射波，各原子散射波相互干涉，在某些方向上一致加强，即形成了晶体的衍射波（线）。衍射方向（衍射线在空间分布的方位）和衍射强度是据以现实材料结构分析等工作的两个基本特征。衍射方向以衍射角即

2、入射线与衍射线的夹角2θ表达，其与产生衍射晶面之晶面间距[dhkl,(HKL)为干涉指数表达之晶面]及入射线波长（λ）的关系即衍射产生的必要条件遵从布拉格方程：2dHKLsinθ=λ多晶X射线衍射的基本方法为衍射仪法与（粉末）照相法。（粉末）照相法以光源（X射线管）发出的单色光（特征X射线，一般为Ka射线）照射（粉末）多晶体（圆柱形）样品，用底片记录产生的衍射线。用其轴线与样品轴线重合的圆柱形底片记录者称为德拜（Debye）法；用平板底片记录着称为针孔法。较早的x射线衍射分析多采用照相法，而德拜法是常用的照相法，一般称照相法即德拜法，德拜法照相装置称德拜

3、相机。衍射仪法分析装置称衍射仪，由光源、测角计、检测器（计数管）、辐射测量电路（信号处理器）及读出部分组成。衍射仪法亦以单色光照射（置于测角计中心样品架上的）多晶体（平板）样品，检测器与样品台同步转动（保持2:1的角速度比），扫描接收衍射线并转换为电脉冲信号，再经信号处理并记录或显示，得到I（衍射强度）——2θ曲线。近年来衍射仪法已在绝大多数场合下取代了照相法，成为衍射分析的主要方法。单晶X射线衍射分析的基本方法为劳埃（Laue）法与周转晶体法。劳埃法以光源发出的复合光即连续X射线照射置于样品台上不动的单晶体样品，用平板底片记录产生的衍射线。底片置于样品

4、前方者称为透射劳埃法，底片处于样品与光源之间者称为背射劳埃法。劳埃法照相装置称劳埃相机。周转晶体法以光源发出的单色光照射转动的单晶体样品，用以样品转动轴为轴线的圆柱形底片记录产生的衍射线。周转晶体法应用较少[可用于对称性较低的晶体（如正交、单斜1等晶系晶体）结构分析]。四圆衍射仪是近年来在综合衍射仪法与周转晶体法基础上发展起来的单晶体衍射方法，已成为单晶体结构分析的最有效方法。四圆衍射仪由光源、样品台、检测器等部件构成，其特点是实现样品在3个方向的圆周运动（转动）以及检测器的圆运动（转动），前3个圆运动共同调节样品的取向，后者保证衍射线进入检测器。表1X

5、射线衍射分析方法的应用X射线衍射分析方法的具体应用：一、物相分析物相分析，是指确定材料由哪些相组成（即物相定性分析或称物相鉴定）和确定各组成相的含量（常以体积分数或质量分数表示，即物相定量分析）。基本原理：组成物质的各种相都具有各自特定的晶体结构（点阵类型、晶胞形状与大小及各自的结构基元等），因而具有各自的X射线衍射花样特征（衍射线位置与强度）。对于多相物质，其衍射花样则由其各组成相的衍射花样简单叠加而成。由此可知，物质的X射线衍射花样特征就是分析物质相组成的“指纹脚印”。制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化（PDF卡片），将待分析物质（样品）的衍

6、射花样与之对照，从而确定物质的组成相，此即为物相定性分析的基本原理与方法。物相定性分析的基本步骤：(1)制备待分析物质样品，用衍射仪法（或照相法）获得样品衍射花样。2(2)确定各衍射线条d值及相对强度I/I1值（I1为最强线强度）。照相法，测定θ后则可得到d值，I/I1值可根据底片上衍射线条的感光情况目测估计，可分为5级或10级，最强线强度则定为I1。衍射仪法，以I—2θ曲线峰位求得d，以曲线峰高或积分面积得I/I1，配备微机的衍射仪则可直接打印或读出d与I/I1值。(3)检索PDF卡片。物相未知时，使用数值索引。将各线条d值按强度递减顺序排列；按三强线

7、条d1、d2、d3的d—I/I1数据查数值索引；查到吻合的条目后，核对八强线的d—I/I1值；当八强线基本符合时，则按卡片编号取出PDF卡片。若按d1、d2、d3顺序查找不到相应条目，则可将d1、d2、d3按不同顺序排列查找。查找索引时，d值可有一定误差范围：一般，允许Δd=±(0.01～0.02)?.(4)核对PDF卡片与物相判定。将衍射花样全部d—I/I1值与检索到的PDF卡片核对，若一一吻合，则卡片所示相即为待分析相。检索和核对PDF卡片时以d值为主要依据，以I/I1值为参考依据。在研究微量Y2O3对掺杂Ni活化烧结Cu-W合金组织、性能的影响的过

8、程中，在前期对添加物Y(NO3)3、Ni(NO3)3混合盐的裂解产物分析过程中借